ISSN-0366-6913
ÓRGÃO OFICIAL DA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CERÂMICA - ANO LVIII - VOL. 58, 345 - JAN/FEV/MAR 2012
Cerâmica 58 (2012) 118-125
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Efeito das propriedades dos esmaltes e engobes sobre a curvatura de revestimentos cerâmicos (Effect of glaze and engobe properties on the curvature of ceramic tiles) 1
M. Dal Bó1,2, F. G. Melchiades2, A. O. Boschi2, D. Hotza1 Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PGMAT, Universidade Federal de Santa Catarina UFSC, Florianópolis, SC 88040-900 2 Laboratório de Revestimentos Cerâmicos - LaRC, Departamento de Engenharia de Materiais, Universidade Federal de S. Carlos, Rod. Washington Luiz, km 235, C. P. 676, S. Carlos, SP 13565-905
[email protected] Resumo As interações entre suporte-esmalte e suporte-engobe foram estudadas separadamente frente à curvatura central de revestimentos cerâmicos. Formularam-se duas amostras de esmaltes e quatro amostras de engobes cerâmicos, as quais foram aplicadas sobre um determinado tipo de suporte cerâmico com classificação dentro do grupo B-IIb, pela norma ABNT NBR 13.818/1997 - ISO 13006. Foram mensuradas características como “coeficiente de expansão térmica linear” e “diferença de retração entre suporte-engobe”. Foi proposto um método para a avaliação da interação entre o suporte-esmalte e suporte-engobe. Os resultados evidenciaram que, para a interação suporte-esmalte o método de sobreposição de curvas dilatométricas foi aplicado; para a interação suporte-engobe, realizando um teste estatístico com planejamento fatorial 22, evidenciou-se que a variável “diferença de retração linear” entre o suporte e o engobe é a variável significativa para descrever a curvatura central de revestimentos cerâmicos. Palavras-chave: curvatura, engobe, esmalte, revestimentos cerâmicos. Abstract The interaction between support-glaze and support-engobe were studied separately regarding the central curvature of ceramic tiles. Were formulated two glazes samples and four engobes samples, these were applied on a particular type of ceramic support with classification in the group B-IIb, by Norma ABNT NBR 13.818/1997 - ISO 13006. Some characteristics were measured as “Thermal expansion coefficient” and “Shrinkage difference between support-engobe”. A method was suggested d for evaluation of interaction between support-engobes and support-glazes. The results showed that, for interaction support-glazes the superposition of dilatometric curves method is well implemented; for interaction support-engobe, a statistical test was conducted with factorial design 22, indicating that the variable “Shrinkage difference between support-engobe” is the variable significant to describe the central curvature of ceramic tiles. Keywords: curvature, engobe, glaze, ceramic tiles.
INTRODUCÃO Uma das qualidades mais apreciadas nas placas cerâmicas é a sua planaridade. Esta característica é um requisito indispensável para estes produtos atualmente, cuja finalidade é revestir paredes (revestimentos) e solos (pavimentos) melhorando sua qualidade higiênica e estética. Não obstante, durante o processo de fabricação de placas cerâmicas existem vários fatores que podem alterar sua forma plana. especialmente quando se trata de peças esmaltadas conformadas por prensagem seguindo um processo produtivo típico de monoqueima [1]. Os revestimentos cerâmicos produzidos atualmente são compostos geralmente por três camadas distintas: o suporte cerâmico, o engobe e o esmalte. Como pode ser observado na Fig. 1. Estas camadas possuem composição química diferente e conseqüentemente propriedades físicas
e químicas distintas. Estudos anteriores [2-11] relatam que, além das variáveis de queima, as características dessas camadas têm grande influência sobre a planaridade de revestimentos cerâmicos. A sinterização de revestimentos cerâmicos provoca uma modificação fundamental em suas propriedades, resultando em um material com alta dureza e apreciável resistência mecânica, a etapa de queima de produtos cerâmicos é considerada uma das etapas mais importantes do processo. Durante a sinterização podem se desenvolver vários defeitos provenientes de outras etapas do processo produtivo como a moagem, conformação, secagem e esmaltação. É após esta etapa que a curvatura de revestimentos cerâmicos é evidenciada [2]. Para estudar a evolução da curvatura das peças cerâmicas durante o tratamento térmico não é suficiente somente conhecer os gradientes de temperatura no interior da peça, mas também é necessário conhecer a relação
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que possuem sua estrutura amorfa, carecendo portanto de uma estrutura cristalina, que caracteriza e define o estado sólido [13]. Esmaltes cerâmicos
que existe entre as tensões geradas por este gradiente de temperatura e deformações; portanto, necessita-se conhecer as propriedades mecânicas das camadas integrantes do revestimento cerâmico [2]. Estas propriedades mecânicas estão definidas pelas leis de comportamento dos materiais, que são relações entre as tensões e deformações resultantes em um ponto de um material. Recentemente estudos realizados com microscópio óptico de calefação viabilizaram a realização de estudos da curvatura de revestimentos em um determinado ciclo térmico [12], permitindo a realização de estudos de algumas características das camadas que compõem o revestimento cerâmico quanto à curvatura. São inúmeras as variáveis que têm influência na planaridade de revestimentos cerâmicos, dentre elas podemos citar: coeficiente de expansão térmica linear, retração linear de queima, módulo de elasticidade (Módulo de Young), temperatura de amolecimento de esmaltes, temperatura de transição vítrea de esmaltes, espessura das camadas que compõem o revestimento cerâmico, tamanho da peça cerâmica, além do já comentado ciclo de queima [9]. Assim o estudo do fenômeno de curvatura de revestimentos cerâmicos é um tema complexo, porém com um vasto campo a ser explorado. O presente trabalho apresenta um estudo relacionando características importantes como a retração linear de queima, o coeficiente de expansão térmica linear e a temperatura de acoplamento entre esmaltes e suportes com a curvatura central de revestimentos cerâmicos em nível de laboratório. Vários esmaltes cerâmicos, durante o tratamento térmico de sinterização, apresentam características muito similares as do vidro. Uma definição de vidro que pode ser encontrada na bibliografia, é de um líquido de altíssima viscosidade sub-resfriado. Na temperatura ambiente possui aparência de sólido, devido a sua rigidez mecânica, dada pela sua elevada viscosidade. Neste caso não podem ser considerados sólidos, já
Volume específico
Figura 1: Imagem ilustrativa, obtida por microscopia eletrônica de varredura, da seção transversal de um revestimento cerâmico com visualização das camadas que o compõem [11]. [Figure 1: Transversal section of a ceramic tile obtained by SEM showing the layers that compose it [11].]
Os esmaltes cerâmicos cristalinos possuem características semelhantes a um vidro, possuindo portanto uma temperatura de transição vítrea. Para materiais vítreos, o volume decresce continuamente com a redução da temperatura; ocorre um pequeno decréscimo na inclinação da curva o qual é chamado temperatura de transição vítrea, Tg; ilustrado na Fig. 2. Abaixo desta temperatura, o material é considerado como sendo um vidro; acima dela, o material é primeiro um líquido super-resfriado e depois um líquido (no sentido crescente da temperatura) [14].
Tg
Tm
Temperatura
Figura 2: Contraste do comportamento do volume específico versus temperatura de materiais cristalinos e não cristalinos [14]. [Figure 2: Contrast of specific volume versus temperature behavior of crystalline and noncrystalline materials [14].]
Grande parte dos estudos existentes na literatura [8-10, 13, 17] menciona que a temperatura de acoplamento (Ta) entre o esmalte e o suporte cerâmico é considerada como sendo a média entre a temperatura de transição vítrea (Tg) e a temperatura de amolecimento (melting point - Tm), como ilustrado na equação A: Ta=
Tg + Tm 2
(A)
Estudos do comportamento do acoplamento entre esmaltes e suportes cerâmicos têm sido bastante explorados por autores [8-10, 13]. Mostra-se que, somente as leis de comportamento mecânico elástico são suficientes para avaliar este tipo de interação. Descreve-se bem o comportamento da flecha de curvatura (D) de revestimentos cerâmicos, com a equação de Timoshenko; levando-se se em consideração somente a interação esmalte-suporte [9]. A equação B ilustra matematicamente a relação de Timoshenko para a flecha de curvatura (D).
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D=
L2KR DC 8h
(B)
na qual D = flecha de curvatura central (mm), L = comprimento da peça (mm), KR= relação entre o módulo de elasticidade e espessura do suporte e esmalte, DC = Cs - Cv: Cs = retração que o suporte sofre isoladamente desde Ta até a temperatura ambiente e Cv = retração que o vidrado sofre isoladamente desde Ta até a temperatura ambiente (%), e h = espessura do suporte (mm). Engobes cerâmicos Os engobes cerâmicos são camadas intermediárias entre o suporte e o esmalte, podem ser constituídos por argilas, fritas, caulins, zirconita, feldspatos e outras matériasprima não plásticas. Possuem várias finalidades como: opacificar o suporte cerâmico, atenuar as diferenças fisicoquímicas entre o suporte e o esmalte, diminuir a quantidade de defeitos. Como os engobes possuem composição intermediária entre a composição do suporte e do esmalte, possuem conseqüentemente, propriedades intermediárias. Pesquisadores relatam que estas propriedades se assemelham mais às propriedades do suporte cerâmico que as de um esmalte (vidro) [11]. Em conseqüência do comportamento de engobes cerâmicos se distinguirem do comportamento de materiais vítreos, estes não apresentam temperatura de transição vítrea (Tg). A metodologia aplicada neste trabalho visa evidenciar estas diferenças e determinar suas influências sobre a curvatura central de revestimentos cerâmicos, tendo em vista a ausência de estudos que relacionam as características dos engobes com a curvatura de revestimentos cerâmicos. Justificativa O crescimento da produção de revestimentos cerâmicos no Brasil aumenta a competitividade industrial fazendo com que a qualidade destes produtos esteja continuamente em evolução. Dentre os vários defeitos encontrados em revestimentos cerâmicos, a curvatura central é considerada um grave problema para a indústria cerâmica. Defeitos cerâmicos, quando presentes no consumidor final podem gerar reclamações, custos e deterioram a imagem da empresa. Visto a importância do defeito de curvatura central e sua complexidade, é de suma importância aprofundar os conhecimentos referentes à que variáveis e características das camadas que compõem o revestimento cerâmico, influenciam a curvatura central destes produtos. Objetivos e alcance da investigação No presente trabalho objetiva-se: apresentar os conceitos e analisar a interação suporte-esmalte e introduzir uma nova concepção do comportamento entre suporte-engobe frente às características deste conjunto; evidenciar as diferenças de
120
comportamento entre o esmalte e o engobe cerâmico, durante a sinterização de revestimentos cerâmicos e estudar quais propriedades dos esmaltes e engobes cerâmicos influencia a curvatura central de revestimentos cerâmicos; compreender os fenômenos envolvidos na curvatura de revestimentos cerâmicos, frente à interação esmalte-engobe-suporte. MATERIAIS E MÉTODOs Visando alcançar os objetivos do presente trabalho, elaboraram-se quatro formulações de engobes e duas formulações de esmaltes cristalinos (transparente). Estas formulações de engobes e esmaltes visaram alcançar distintas características para possibilitar o estudo da influência destas na curvatura central de revestimentos cerâmicos. As características (variáveis) estudadas no trabalho, como já citado, foram o coeficiente de expansão térmica linear, a retração linear de queima, e a temperatura de acoplamento entre esmalte-suporte. A metodologia aplicada para avaliar a interação suporte-esmalte foi diferente da utilizada para a análise da interação suporte-engobe. Interação suporte-esmalte Inicialmente pesaram-se 300 g das formulações escolhidas em balança com precisão de ±0,01 g, a moagem foi realizada em moinho planetário por 10 min, resultando uma suspensão com densidade entre 1850 a 1870 g/L. O resíduo de moagem foi controlado em peneira com abertura de 45 mm (ABNT #325), permanecendo este entre 5,0 a 6,0%. Com as suspensões dos esmaltes foram elaborados, por colagem, corpos de prova com dimensão aproximada de 1 x 1 x 5 cm3; respectivamente largura, espessura e comprimento. Estes foram secos em estufa a 110 oC e sinterizados à temperatura máxima de 1050 oC em forno de queima rápida INTI FQ1300, com velocidade de aquecimento de 70 oC/min e 3 min de patamar na máxima temperatura do ciclo térmico. Posteriormente foram determinados o coeficiente de expansão térmica linear e temperatura de amolecimento em dilatômetro BP Engenharia RB 3000 com taxa de aquecimento de 7,5 o C/min. O teste do coeficiente de expansão térmica linear do suporte, para a interação suporte-esmalte, foi realizado com o suporte previamente sinterizado nas mesmas condições das amostras de esmalte. Tabela I - Formulações dos esmaltes utilizados nos ensaios de laboratório. [Table I - Glaze formulations used at the laboratory tests.] Matérias-primas Frita A (%) Frita B (%) Caulim (%) Carboxi metil celulose – CMC (%) Tripolifosfato de sódio – TPF (%)
Esmalte A 89,65 --10,00 0,20 0,15
Esmalte B --89,65 10,00 0,20 0,15
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As formulações dos esmaltes utilizados nesta parte do trabalho são ilustradas na Tabela I. Interação suporte-engobe Pesaram-se 300 g das formulações escolhidas em balança com precisão de ±0,01 g, a moagem foi feita em moinho planetário por 15 min, resultando uma em suspensão com densidade entre 1850 a 1870 g/L. O resíduo de moagem foi controlado em peneira com abertura de 45 mm (ABNT #325), ficando entre 0,5 a 1,0%. Com as suspensões dos engobes foram elaborados, por colagem, corpos de prova com dimensão aproximada de 1 x 1 x 3 cm3; respectivamente largura, espessura e comprimento. Estes por sua vez, foram secos em estufa a 110 oC e posteriormente sinterizados na temperatura de 1050 oC. Após, mediram-se as retrações de queima para cada engobe, utilizando-se quatro corpos de prova de cada engobe. Para a sinterização dos corpos de provas utilizou-se forno de queima rápida INTI FQ-1300, com velocidade de aquecimento de 70 oC/min e 3 min de patamar na máxima temperatura do ciclo de queima. A retração linear de queima foi mensurada com o auxílio de um paquímetro. As análises dos coeficientes de expansão térmica linear dos engobes e suporte foram realizadas com auxílio de um dilatômetro BP Engenharia RB 3000, com as amostras previamente sinterizadas. Realizou-se também, ensaios de sinterização dos engobes e suporte a verde, com o auxílio do mesmo dilatômetro. Este teste baseou-se em acompanhar as diferenças de variação dimensional durante a sinterização entre o suporte e os engobes. A taxa de aquecimento utilizada foi de 7,5 oC/min com um patamar de 3 min na temperatura máxima de 1000 oC. Para a análise da curvatura central, foram elaborados corpos de prova com suporte cerâmico de dimensão aproximada de 3 x 0,65 x 20 cm3; respectivamente largura, espessura e comprimento. A plicou-se sobre estes suportes uma camada de 1,2 mm dos esmaltes e engobes com auxílio de binil abertura 0,6 mm. Posteriormente estes foram secos em estufa e sinterizados com o mesmo forno de queima rápida INTI FQ-1300, com igual ciclo de queima a temperatura máxima de 1050 oC. Para cada engobe foram realizadas duas réplicas genuínas. Foi sinterizado também um corpo de prova
Figura 3: Corpos de prova elaborados em nível de laboratório. [Figure 3: Specimens prepared at laboratory.]
sem aplicação de esmalte e engobe, visando comprovar que as curvaturas visualizadas foram provenientes da interação suporte-esmalte ou suporte-engobe, como ilustra a Fig. 3. Após a sinterização, nas determinadas temperaturas, foram mensuradas as flechas de curvatura central dos corpos de prova com o auxílio de um paquímetro. As formulações dos engobes utilizados nesta parte do trabalho são ilustradas na Tabela II. resultados e discussão Tabela II - Formulações dos engobes utilizados nos ensaios de laboratório. [Table II - Engobes formulations used at the laboratory tests.] Matérias-prima Alumina (%) Argila (%) Feldspato (%) Frita C (%) Frita D (%) Frita E (%) Frita F (%) Frita G (%) Nefelina Syenite (%) Quartzo (%)
Engobe DBF
Engobe DBR
17,00 43,00 12,00 19,00 3,00
26,00
Engobe DAR
15,00 5,00
16,00 10,00 7,00
5,00 20,00
13,00
10,00 13,00
34,00
45,00
0,20
0,20
0,20
0,20
0,15
0,15
0,15
0,15
Talco (%)
Carboxi metil celulose – CMC (%) Tripolifosfato de sódio – TPF (%)
10,00 30,00 15,00
Engobe DAF
5,00
3,00
Interação suporte-esmalte Os resultados obtidos dos coeficientes dilatométricos dos esmaltes A, B e do suporte são ilustrados na Fig. 4 e resumidos na Tabela III. As Figs. 5 e 6 ilustram o acoplamento obtido com a análise das curvas dilatométricas entre o suporte e o Esmalte A (Fig. 5) e suporte e o Esmalte B (Fig. 6). Nota-se que com o Esmalte A, ao realizarmos o acoplamento entre as curvas (Fig. 5), é observado um Dc (diferença de contração entre suporte e esmalte) a temperatura ambiente. Com isso, aplicando a equação B (de Timoshenko) nota-se que a curvatura obtida experimentalmente é condizente com a simulada pela equação B. Ilustram-se os resultados na Tabela IV. Para a interação entre o suporte e o Esmalte B, o resultado do acoplamento mostra que o Dc é praticamente
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Dilatação linear (%)
8
Dilatometria dos esmaltes e do suporte
7 6
Tabela III - Caracterização dos esmaltes A, B e do suporte cerâmico. [Table III - Characterization of the glazes A, B and the ceramic support.]
5
Esmalte A Esmalte B Suporte
4 3 2 1 0
0
100 200 300 400 500 600 700 800
Temperatura (ºC)
Figura 4: Resultados dilatométricos dos esmaltes e do suporte cerâmico. [Figure 4: Expansion coefficients results of glazes and the ceramic support.]
Dilatação linear (%)
Acoplamento suporte - Esmalte A 8 7
5 4
1 0
100 200 300 400 500 600 700 800
Temperatura (ºC)
Figura 5: Acoplamento entre o suporte e o esmalte A. [Figure 5: Coupling between ceramic support and glaze A.]
Acoplamento entre suporte - Esmalte B
Dilatação linear (%)
8 7
59,4 98,8 85,4
669 579 ---
Tm (oC)
Ta (oC)
734 635 ---
701 607 ---
Tabela IV - Comparativo entre os resultados da flecha de curvatura simulados pela equação de Timoshenko e o obtido experimentalmente. [Table IV - Comparative between results of the simulation curvature with Timoshenko equation and obtained experimentally.] Interação entre Suporte Esmalte A Esmalte B
D (mm) Timoshenko 1,5 0,0
D (mm) Experimental 2,0 0,0
A Tabela V mostra o planejamento fatorial 22 utilizado na pesquisa para avaliar a influência dos fatores: coeficiente de expansão térmica linear (dilatação) e diferença de retração linear entre engobe e suporte, estes sinterizados a 1050 oC, como mencionado anteriormente. Tabela V - Planejamento fatorial 22 utilizado para avaliar a influência das características do engobe sobre a curvatura central. [Table V - Factorial design 22 used to evaluate the influence of the engobe characteristics on the curvature.] Fator
Nível
Dilatação (.10 C )
6
-7o
-1
Diferença da Retração Engobe-Suporte (%)
5 4 3 2 1 0
Tg (oC)
Interação Suporte-Engobe
3
0
Coeficiente a25-325 (.10-7 oC-1)
nulo (Fig. 6), portanto a flecha de curvatura, pela equação de Timoshenko, deveria também ser nula, como obtido experimentalmente, como ilustrado na Tabela IV.
6
2 Dc
122
0
100 200
300
400
500
600
700
Temperatura (ºC) Figura 6: Acoplamento entre o suporte e o esmalte B. [Figure 6: Coupling between ceramic support and glaze B.]
-1
+1
0,95
2,92
55
90
A Tabela VI mostra os resultados do planejamento experimental realizado com os engobes. As denotações desta tabela referem-se: DBR engobe com dilatação baixa refratário; DAR engobe com dilatação alta refratário; DBF engobe com dilatação baixa fundente e DAF engobe com dilatação alta fundente. A Fig. 7 relata uma acentuada diferença de retração linear, provocada pela sinterização, entre o suporte (massa) e o engobe DAR. Experimentalmente a flecha de curvatura
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Tabela VI - Resultados das flechas de curvatura obtidas a partir do planejamento fatorial 22 utilizado. [Table VI - Curvature results obtained by factorial design 22.] ENGOBE
Dilatação (.10-7oC-1)
DBR DAR DBF DAF
55 90 55 90
6,45 5,30 2,86 1,30
5
-10 -15 -20 -25 -30 -35 0
50
100
150
200
250
Temperatura (ºC)
10 0 -5
Curvas de sinterização
1100 1000
Evento
Temperatura (ºC)
2,92 2,92 0,95 0,95
Curvatura (mm)
Curvas de sinterização
1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
Diferença Retração Suporte-Engobe (%)
para este engobe foi de 5,30 mm; enquanto para o engobe DAF a flecha de curvatura experimental obtida foi somente de 1,30 mm. A Fig. 8 mostra o comportamento dos engobes com dilatação baixa (55.10-7 oC-1) frente ao suporte. Analisando-a nota-se que o engobe DBF apresentou uma sinterização muito similar à sinterização do suporte cerâmico, com isso a diferença de retração linear entre ambos foi praticamente nula, levando a uma curvatura não muito acentuada. Para o engobe refratário (DBR) nota-se uma diferença de retração alta entre este e o suporte cerâmico, após a sinterização. Experimentalmente observou-se que o engobe DBR, que
-40 300
900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
10 5 0 -5
Evento
123
-10 -15 -20 -25 -30 -35 0
50
100
150
200
250
300
Tempo (min)
Tempo (min)
Figura 7: Curvas de sinterização dos engobes com dilatação alta e o suporte. [Figure 7: High thermal expansion engobes and ceramic support sintering curves.]
Figura 8: Curvas de sinterização dos engobes com dilatação baixa e o suporte. [Figure 8: Low thermal expansion engobes and ceramic support sintering curves.]
Tabela VII - Tabela da ANOVA obtida com os resultados. [Table VII - Table of ANOVA obtained with the results.] Fator
Soma dos Quadrados (SS)
Grau de Liberdade (df)
Média dos Quadrados (MS)
Coef. Exp. Térmica Diferença Retração Erro Total SS
1,836 14,402 0,042 16,280
1 1 1 3
1,836 14,402 0,042
Fator F
Valor p
43,6889 342,7014
0,09559 0,03435
Tabela VIII - Tabela da ANOVA, estimativas de efeitos obtidas com os resultados. [Table VIII - Table of ANOVA, effect estimates obtained with the results.] Fator
Coeficiente
Média / Intersecção Coef. Exp. Térmica Diferença Retração Total SS
3,9775 -0,6775 1,8975 16,280
STD erro coeficiente 0,1025 0,1025 0,1025 3
-95% Limite Confiança 2,675 -1,979 0,595
+95% Limite Confiança 5,279 0,625 3,199
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apresentou diferença de retração com o suporte, teve flecha de curvatura acentuada, resultados estes ilustrados na Tabela VI. A análise estatística ilustrada na Tabela VII, mostra a tabela da ANOVA onde temos os resultados de significância para os fatores (variáveis) “coeficiente de expansão térmica linear” e “diferença de retração entre suporte e engobe”. Analisando-a notamos que a variável “diferença de retração entre suporte e engobe” foi o fator significante, pois o valor de “p” ficou abaixo de 5%, sendo que a dilatação linear não alterou a curvatura central, dentro da faixa estudada. A Tabela VIII ilustra a estimativa de efeitos da análise estatística. Com esta pode-se obter os coeficientes para a regressão linear onde relacionamos a flecha de curvatura (D) com as variáveis estudadas. De acordo com a estimativa de efeitos a regressão linear com melhor ajuste para os resultados experimentais se expressa matematicamente de acordo com a equação C: D = 3,9775 + 1,8975. (Diferença retracão)
(C)
Como a variável “coeficiente de expansão térmica” mostrou-se sem significância para a flecha de curvatura central, esta pode ser desprezada na equação C. Pareto Chart of Standardized Effects; Variable: Curvatura (mm) 2**(2-0) design; MS Residual = 0,42025 DV: Curvatura (mm)
18,51
(2) Diferença na Retração (%)
(1) Dilatação (ºC-1)
124
trabalho, evidenciou-se que o comportamento de esmaltes e engobes, durante a sinterização de produtos cerâmicos, é muito distinto. Visto que os esmaltes cerâmicos brilhantes possuem um comportamento similar ao de um vidro; portanto, para temperaturas acima da temperatura de amolecimento, estes não exercem influência (força/tensão) sobre o suporte cerâmico [9]. Os esmaltes vem então a exercer tensão somente durante o processo de resfriamento de revestimentos cerâmicos, após a sinterização. Para estes casos a equação de Timoshenko, que leva em conta somente a parte elástica do comportamento mecânico de materiais cerâmicos, é muito bem aplicada. Portanto, com os resultados obtidos experimentalmente, podemos estabelecer que para a interação suporte-esmalte a análise do coeficiente de expansão térmica linear (dilatação térmica) é de fundamental importância para descrever a curvatura central de revestimentos cerâmicos. Evidenciou-se que para os engobes cerâmicos estudados, não se observou temperatura de amolecimento, vide Figs. 7 e 8, dentro das temperaturas empregadas na sinterização. Portanto estes exerceram força e/ou tensão sobre o suporte cerâmico quando a “diferença de retração linear” de queima entre estes foram acentuadas. Portanto, os resultados mostram que para a interação suporte-engobe, a variável “diferença de retração linear” mostrou-se significativamente importante para avaliarmos a curvatura central de revestimentos cerâmicos, enquanto o coeficiente de expansão térmica linear mostrou-se sem significância, com 95% de certeza. Os resultados experimentais são válidos somente para os engobes e o suporte estudado nesta pesquisa. AGRADECIMENTOS
-6,60976
À Endeka Ceramics pela cessão das matérias-primas, ao LaRC-UFSCar pela disponibilidade dos equipamentos e à CAPES pelo auxílio financeiro. REFERÊNCIAS
Figura 9: Gráfico de Pareto, ilustrando a significância das variáveis estudadas frente a curvatura central. [Figure 9: Pareto graphic, shows the significance of the variables studied.]
Com o gráfico de Pareto, ilustrado na Fig. 9, podemos afirmar com 95% de certeza, que a variável significante é a “diferença de retração linear entre o suporte-engobe” e que o coeficiente de expansão térmica linear (dilatação) não se mostrou significante para a faixa estudada entre 55 a 90.10-7 oC-1. Considerações finais De acordo com os resultados encontrados neste
[1] S. Giménez, G. Beltrán, S. Horrillo, G. Mallol, V. Cantavella, M. J. Daroca, Cerâmica Industrial 5, 3 (2000) 10. [2] V. Cantavella, Tesis Doctoral, Departamento de Ingeniería Química, Universidad Jaume I de Castellón, Castellón, Espanha (1998). [3] G. Mallol, D. Llorens, G. Beltrán, Técnica Cerámica 276 (1999) 855. [4] L. Lorici, Cerámica y Cristal 114 (1995) 19. [5] Autori vari, Tecnología de la Fabricación de Azulejos, Ed. Litografía Castellón S.A., Castellón, Espanha (1990) X-25. [6] M. Monzó, Tesis Doctoral, Departamento de Ingeniería Química, Universidad Jaume I de Castellón, Castellón, Espanha (1994). [7] J. L. Amorós, V. Beltrán, A. Blasco, Defectos de fabricación de pavimentos y revestimientos cerámicos,
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Castellón, Espanha, Asociación de Investigación de las Industrias Cerámicas (1991) 159. [8] A. Escardino, J. L. Amorós, F. Negre, Influencia de las variables de proceso, Taulells 3 (1985) 3. [9] J. L. Amorós, F. Negre, A. Belda, Técnica Cerámica 178 (1989) 582. [10] J. L. Amorós, A. Blasco, J. V. Carceller, Técnica Cerámica 179 (1989) 644. [11] G. R. Santos, F. G. Melchiades, A. O. Boschi, Ceram.
Ind. 12, 5 (2007) 22. [12] M. Paganelli, C. Venturelli, Ceram. Forum Int. 86, 6 (2009) 37. [13] S. Pracidelli, Ceram. Ind. 13, 1/2 (2008) 8. [14] W. D. Callister Jr., Materials Science and Engineering: an Introduction, 7th Ed., John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, EUA (2007) p.472. [15] S. B. Yamaki, A. G. Pedroso, T. D. Z. Atvars, Quim. Nova 25, 2 (2002) 330. (Rec. 01/10/2010, Ac. 25/03/2011)
Cerâmica
Ano LVIII - Vol 58, 345, JAN/FEV/MAR 2012 - ISSN-0366-6913 Characterisation of conductivity of the (CexY0.2−x)Sc0.6Zr3.2O8−δ (0 ≤ x ≤ 0.2) system and composition Ce0.04Y0.02Sc0.67Zr3.27O7.66 as function of time (Caracterização da condutividade do sistema (CexY0,2−x)Sc0,6Zr3.2O8−δ (0 ≤ x ≤ 0,2 ) e da composição Ce0,04Y0,02Sc0,67Zr3,27O7,66 em função do tempo) E. de Carvalho, J. T. S Irvine ................................................................................................................................................................................................................................................................ 1 Seleção de concretos refratários densos antierosivos para unidades de craqueamento catalítico fluidizado de petróleo (Selection of dense antierosive refractory castables for fluid catalytic cracking units) F. A. S. Serra, E. Prestes, J. Medeiros, J. L. B. C. Veiga, V. C. Pandolfelli .......................................................................................................................................................................................... 8 Síntese e caracterização do compósito Al2O3 -YAG e do Al2O3-YAG e Al2O3 aditivados com Nb2O5 (Synthesis and characterization of Al2O3 -YAG composite and Al2O3-YAG and Al2O3 with Nb2O5 additives) R. F. Cabral, L. H. L. Louro, M. H. Prado da Silva, J. B. Campos, E. S. Lima .................................................................................................................................................................................... 14 A geopolimerização como técnica para a aplicação do resíduo de bauxita (Geopolymerization as a technique for bauxite residue applications) C. S. Bitencourt, B. H. Teider, J. B. Gallo, V. C. Pandolfelli ............................................................................................................................................................................................................... 20 Characterization of non-calcareous “thin” red clay from south-eastern Brazil: applicability in wall tile manufacture (Caracterização de argila vermelha “magra” não calcária do sudeste do Brasil: aplicabilidade na fabricação de revestimento poroso) S. J. G. Sousa, J. N. F. Holanda ........................................................................................................................................................................................................................................................... 29 Caracterização dos resíduos cauliníticos das indústrias de mineração de caulim da amazônia como matéria-prima para produção de pozolanas de alta reatividade (Characterization of kaolin wastes from kaolin mining industry from the amazon region as raw material for pozzolan production) M. S. Barata, R. S. Angélica ............................................................................................................................................................................................................................................................... 36 Síntese de zeólitas a partir de cinza volante de caldeiras: caracterização física, química e mineralógica (Synthesis of zeolites from boiler fly ash: physical, chemical and mineralogical characterization) C. A. F. Rocha Junior, S. C. A. Santos, C. A. G. Souza, R. S. Angélica, R. F. Neves .......................................................................................................................................................................... 43 Modificação da estabilidade dos polimorfos de TiO2 nanométrico pelo excesso de superfície de SnO2 (Modification of the stability of polymorph nanometric TiO2 by surface excess of SnO2) A. Matioli, J. Miagava, D. Gouvêa ...................................................................................................................................................................................................................................................... 53 Viscosidade cinemática de pastas cimentícias com incorporadores de ar avaliadas em diferentes temperaturas (Kinematic viscosity of cement pastes with air-entrained admixtures evaluated in different temperatures) R. C. O. Romano, M. M. Takahashi, C. C. Liberato, R. G. Pileggi ..................................................................................................................................................................................................... 58 Caracterização tecnológica da argila plástica de Pântano Grande, RS (Technical characterization of plastic clay from Pantano Grande, RS, Brazil) R. T. da Cruz, C. P. Bergmann, S. R. Bragança ................................................................................................................................................................................................................................... 66 Efeito da adição de componentes inorgânicos na resistência mecânica de moldes de areia para fundição (Effect of addition of inorganic components on the mechanical strength of sand molds for casting) M. S. Cilla, M. R. Morelli ..................................................................................................................................................................................................................................................................... 71 Síntese e caracterização de zeólita de cinzas de carvão modificada por surfactante catiônico (Synthesis and characterization of zeolite from coal ashes modified by cationic surfactant) D. A. Fungaro, S. I. Borrely ................................................................................................................................................................................................................................................................. 77 Comparação entre os métodos de aplicação de fluido de corte convencional e otimizado na retificação plana de cerâmicas (Grinding of alumina ceramics with different cooling and lubrification techniques: conventional and minimum quantity of lubrification (MQL)) D. M. Iceri, R. M. e Sousa, R. S. Destro, M. H. Oikawa, E. C. Bianchi, P. R. de Aguiar, C. A. Fortulan .......................................................................................................................................... 84 Estudo das reações alcalis-sílica associadas ao uso da lama vermelha em argamassas colantes e de revestimento (Study of alkali-silica reactions associated with the use of red mud in plastering mortars) D. V. Ribeiro, A. M. S. Silva, J. A. Labrincha, M. R. Morelli ............................................................................................................................................................................................................... 90 Synthesis and characterization of nickel oxide doped barium strontium titanate ceramics (Síntese e caracterização de cerâmicas de titanato de estrôncio e bário dopado com óxido de níquel) M. Banerjee, S. Mukherjee, S. Maitra ................................................................................................................................................................................................................................................. 99 Transformações mineralógicas e cristaloquímicas decorrentes dos ensaios termais em argilas cauliníticas ferruginosas (Mineralogical and crystalochemical transformations originated from thermal essays on ferruginous kaolinitic clays) M. M. Ferreira, A. F. D. C. Varajão, A. M. Morales-Carrera, M. G. Peralta-Sánchez, G. M. da Costa .......................................................................................................................................... 105 Estudo da ativação ácida e tratamento térmico de bauxita extraída de jazidas em Minas Gerais/Brasil (Study of acid activation and thermal treatment of bauxite extracted from deposits in Minas Gerais, Brazil) C. M. R. Prado1 M. I. R. Alves1, M. I. G. Leles1, R. I. Medeiros1, C. R. N. Otto1, F. C. Damasceno1, C. H. H. Brait2, P. I. B. M. Franco1, N. R. Antoniosi Filho ................................................... 111 Efeito das propriedades dos esmaltes e engobes sobre a curvatura de revestimentos cerâmicos (Effect of glaze and engobe properties on the curvature for ceramic tiles) M. Dal Bó, F. G. Melchiades, A. O. Boschi, D. Hotza ....................................................................................................................................................................................................................... 118 Preparation of lanthanum ferrite powder at low temperature (Preparação de pó de ferrita de lantânio a baixa temperatura) R. Andoulsi, K. Horchani-Naifer, M. Férid ........................................................................................................................................................................................................................................ 126 Aplicação da técnica de deposição eletroforética para a obtenção de tubos cerâmicos de zircônia-ítria (Application of the electrophoretic deposition technique for obtaining yttria-stabilized zirconia tubes) E. Caproni, R. Muccillo ..................................................................................................................................................................................................................................................................... 130
